
【化】 thermochemical equation
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【醫】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
【機】 chemical equation
熱化學方程式(Thermochemical Equation)是同時描述化學反應過程及其伴隨能量變化的定量表達式,包含物質狀态、化學計量數與焓變(ΔH)三個核心要素。其标準形式為:
$$ atext{A}(s) + btext{B}(l) rightarrow ctext{C}(g) + dtext{D}(aq) quad Delta H = pm x text{kJ/mol} $$
關鍵要素解析:
物質狀态标注
括號内符號(s/l/g/aq)标明各物質的聚集态,直接影響焓變值。例如液态水與氣态水的焓差為44 kJ/mol(參考自國際純粹與應用化學聯合會IUPAC術語規範)。
化學計量數與能量關聯
系數代表摩爾數,ΔH數值與反應式整體成比例。如2H₂(g)+O₂(g)→2H₂O(l) ΔH=-572 kJ,表明每生成2mol液态水釋放572 kJ熱量(美國化學會ACS标準教材示例)。
焓變方向判定
ΔH負值為放熱反應(-57.1 kJ/mol),正值為吸熱反應,該符號規則由德國化學家Julius Thomsen于19世紀确立,現為全球通用标注标準(《物理化學》第11版,牛津大學出版社)。
典型應用場景:
例如标準生成焓方程式:
C(石墨) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH°=−393.5 kJ/mol
該數據源自美國國家标準與技術研究院(NIST)化學網絡數據庫,經全球實驗室驗證。
熱化學方程式是描述化學反應中物質變化與能量變化關系的化學方程式,其核心特點是将反應的熱效應(焓變,ΔH)與反應式結合表達。以下是詳細解釋:
基本定義
熱化學方程式不僅表示反應物和生成物的轉化關系,還明确标注反應過程中的熱量變化。例如:
$$text{CH}_4(g) + 2text{O}_2(g) rightarrow text{CO}_2(g) + 2text{H}_2text{O}(l) quad Delta H = -890 text{kJ/mol}$$
其中,ΔH為負值表示該反應為放熱反應。
關鍵要素
符號規則
應用場景
熱化學方程式常用于計算反應熱、設計工業流程(如燃料燃燒效率評估)或研究能量轉換(如電池中的熱力學分析)。
與普通方程式的區别
普通方程式僅描述物質轉化,而熱化學方程式需嚴格包含狀态、ΔH值及比例關系,且可通過蓋斯定律計算多步反應的總焓變。
示例補充:若反應逆向進行,ΔH符號需反轉,例如:
$$text{CO}_2(g) + 2text{H}_2text{O}(l) rightarrow text{CH}_4(g) + 2text{O}_2(g) quad Delta H = +890 text{kJ/mol}$$
此類方程式是熱力學研究和工程計算的重要工具。
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